Принцип работы котельной

Принцип работы котельной

Котельной называют отдельное помещение, которое выделяется для установки нагревательного оборудования.

В зависимости от места расположения помещения выделяют следующие виды котельных:

1. При сооружении отдельной постройки для установки газового оборудования говорят об отдельно стоящей котельной. Отопительные магистрали, которые идут от этой постройки к дому, хорошо утепляются, чтобы не было теплопотерь. Преимущество таких вариантов в надежной защите от шума, который издает работающее оборудование, а также безопасности для людей в случае плохого удаления угарного газа.
2. Пристроенная разновидность примыкает к жилому дому. Этот вариант более выгодный тем, что не нужно тянуть коммуникации от отдельной постройки в дом и хорошо их утеплять. Более того, вход в это помещение можно организовать непосредственно из дома, чтобы зимой вам не приходилось ходить по улице для регулировки работы котла и проверки исправности системы.
3. Встроенный тип таких помещений располагается внутри дома. В этом случае намного проще прокладывать отопительный контур и другие необходимые коммуникации.

Устройство котельной и принцип работы

Чтобы работа котельной была безопасной, нужно правильно ее обустроить. Если планируется устройство котельной в частном доме на газу, то для этих целей нужно выделить отдельное помещение.

При его устройстве придерживаются следующих принципов:

1. В этом помещении нельзя располагать больше двух нагревательных агрегатов.
2. Легковоспламеняющиеся и горючие материалы здесь не хранят.
3. В качестве напольного покрытия можно использовать прочную бетонную стяжку или нескользкую кафельную плитку либо керамогранит.
4. Обшивка стен выполняется из негорючих материалов – стальные или асбестовые листы, штукатурка с последующей побелкой или покраской.
5. Котел лучше установить в центральной части помещения, чтобы в любой момент можно было провести его техническое обслуживание.
6. Входные двери с внутренней стороны обшиваются негорючими материалами, например, листом оцинкованной стали.

Принцип работы газовой котельной основан на сгорании природного топлива (сжиженного или магистрального газа). За бесперебойную подачу топлива отвечает автоматическая система обеспечения газом. При утечке топлива или аварийной ситуации защитная система перекрывает подачу газа.

Основные узлы газовой котельной

В котельной монтируются следующие важные узлы и агрегаты:

• газовое нагревательное оборудование;
• магистраль с газом;
• сетевой насос;
• система безопасности;
• сети холодного водоснабжения, электроснабжения, канализации;
• вентиляционная система;
• дымоход;
• контрольно-измерительные приборы;
• автоматика управления.

Нагревательное оборудование может быть настенного или напольного типа. Поскольку настенный газовый котел обычно имеет небольшую мощность, для его монтажа не понадобится отдельное помещение. В котельной чаще устанавливают напольную разновидность газовых агрегатов. Котел может быть одноконтурным или двухконтурным.

Камера сгорания в таких агрегатах бывает закрытого или открытого типа. Котлы с открытой камерой нуждаются в наличии традиционного дымохода, а агрегаты с закрытой камерой укомплектовываются коаксиальным дымоходом.

Автоматика и дистанционное управление

Автоматизация котельной частного дома позволяет настраивать ее под параметры сети, осуществлять дистанционное управление работой системы, а также обеспечить необходимый уровень безопасности.

Дистанционное управление работой котельной дает следующие преимущества:

1. Можно поддерживать обычный режим работы либо настраивать температуру обогрева в каждой комнате отдельно.
2. Если в холодное время года вам нужно надолго уехать из дома, то благодаря удаленному управлению можно защитить систему от замерзания.
3. Можно дистанционно заблаговременно включать отопление в доме перед вашим приездом на праздники или выходные.
4. Вы всегда будете осведомлены о работе автономной отопительной системы вашего дома, при необходимости можете провести диагностику и отрегулировать ее.
5. Чтобы снизить расход топлива, в каждый временной промежуток можно поддерживать в доме определенную температуру. Например, если днем в доме никого нет, то котел можно включить на минимальную мощность, а перед возвращением снова хорошо прогреть дом.

Самым перспективным считается погодозависимое управление отоплением. В этом случае устанавливается умный котел отопления, который помимо датчиков измерения комнатной температуры имеет внешний измеритель для оценки температуры воздуха за окном. Если на улице холодает, то котел сильнее нагревает теплоноситель, при потеплении степень нагрева уменьшается.

Принцип работы котельной с водогрейными котлами

Принцип работы котельной с водогрейными котлами следующий — внутри конструкции осуществляется нагрев воды, однако, бывают случаи, когда температура повышается за счёт теплоносителя.

Кроме этого, прибор оснащён встроенными насосами, которые необходимы для постоянной циркуляции.

Жидкость же поступает по трубам и попадает в радиатор (при попадании туда воды, она остывает и возвращается в противоположном направлении — обратная линия) или в отопительный котёл (подающая).

В последнем из них специально предусмотрено регулирование за продолжительностью работы, а также температура.

Работа котельных установок

Рассмотрим работу котельной на примере водогрейной котельной установки. В котлах происходит нагрев теплоносителя (в большинстве случаев, воды) для подачи ее потребителю.

Установленные насосы способствуют постоянной циркуляции теплоносителя (подача ее потребителю и возврат ее обратно). Вода поступает по трубам в теплоисточник (радиатор, теплые полы, отопительные котлы).

В котельной обязательно должна быть предусмотрена регулировка продолжительности работы и температуры теплоносителя. Линия подачи воды потребителя называется прямой линией (или подающей).

Поступив в радиаторы, вода остывает и возвращается обратно. Это является обратной линией котельной.

Оборудование котельной установки

Оборудование для блочно-модульной котельной подбирается и компонуется по Индивидуальному заказу на основе заполненного Опросного листа на ТКУ, в котором указываются основные требования и параметры основного оборудования. Блочно-модульная котельная состоит из:

• Здание котельной
• Котельное оборудование (котлы)
• Горелки
• Газовое оборудование
• Насосное оборудование
• Теплообменная система котельной
• Системы автоматизации, связи и сигнализации, контроля и пожарной безопасности
• Системы водоочистки и водоподготовки
• Мембранный расширительный бак
• Газоходы и дымовые трубы

Блок-модуль котельной

Здание транспортабельной котельной представляет собой блок-модуль (контейнерный модуль). Это одноэтажная каркасная конструкция из негорючих материалов для обеспечения пожарной безопасности и высокой огнестойкости.

В случае возможности установки всего оборудования в один блок-бокс, завод-изготовитель котельной может порекомендовать предусмотреть одно или несколько алюминиевых окон или стальных дверных проемов.

Здание модульной котельной является сварной каркасной конструкцией с основанием в виде платформы, за счет которой увеличивается прочность конструкции и способность ее сопротивляться ветровым и снеговым нагрузкам.

Стальные швеллеры служат основой стоек, балок и прогонов каркаса. Прокатные швеллеры или уголки используются для балок пола. В качестве ограждающих конструкций блок-модуль обшиваются сэндвич-панелями из листов рифленой стали.

Крышу котельной традиционно делают одно- или двускатную.

Устройство теплоизоляции здания котельной (утеплитель, подшивка) позволяет эксплуатировать котельную при низки температурах. Также все металлоконструкции должны пройти антикоррозионную обработку.

Котельное оборудование

Котлы являются одним из важных элементов котельных установок. Именно в них происходит нагрев теплоносителя или получение пара.

Теплоноситель для котельных (вода или пар) образовывается за счет получаемой тепловой энергии от сжигания топлива (в случае газовых, твердотопливных и жидкотопливных котлов) или за счет преобразования электроэнергии в тепловую (в случае электрических котлов). Корпус котла изготавливается из чугуна или из стали в зависимости от используемого вида топлива.

Например, в случае использования твердого топлива на стальных стенках котла происходит отложение серы, из-за чего срок службы котла сокращается. Выходом из этого может стать использование чугунных котлов, но они тоже обладают одним недостатком: являются слишком большими и громоздкими.

Устройство и эксплуатация котельной

Котельные установки модульного типа, поставляемые в полной заводской комплектации, представляют собой один или ряд блоков с установленным котельным оборудованием и агрегатами для подключения к коммуникационным сетям. Для монтажа котельного оборудования выделяется специальная комната, которая должна быть высотой не менее 2,5 м и объемом не менее 7,5 кв. метров (для котла мощностью до 30 кВт).

Принцип работы котельной

За счет сгорания газа осуществляется работа оборудования. Для регуляции стабильной подачи топлива применяется автосистема газообеспечения. В случае возникновения аварийной ситуации или утечки газа она мгновенно отключается.

Проточный теплообменник обеспечивает быструю подачу воды, а контроллер снабжен диагностической системой, возможностью регулировки температуры и интерфейсом для компьютеров.

Котлы отопления — принцип работы и классификация

Котлы отопления — принцип работы и классификация

Содержание

При строительства частного дома возникает вопрос: «А как обогревать дом и нагревать горячую воду?».

Для отопления коттеджа используют различные котлы отопление, работающие как правило на природном газе. Возможно использование и другого топлива, но газ на сегодняшний день самый дешёвый вид топлива.

Также большую популярность набирают многоэтажные жилые дома с индивидуальным отоплением.

Принцип работы котла

Нагрев здания происходит за счет нагрева теплоносителя в теплообменнике котла, потом вода перетекает по трубам в радиаторы. Передав тепло воздуху, вода (или антифриз) возвращается обратно в теплообменник котла и заного подогревается до указанной температуры. Нагревание теплоносителя осуществляется пламенем в результате сгорания топлива.

Теплоноситель(вода или антифриз) может двигаться по трубам самостоятельно (естественным путем) из-за разности давления между холодной и горячей жидкостями или механическим (принудительным) методом с применением циркуляционного насоса.

Газовые котлы бывают одноконтурными и двухконтурными.

В рамках данной статьи поговорим о Одноконтурных котлах отопления.

Классификация газового устройства

Котлы подразделяют по следующим признакам:

1. место установки — напольные и настенныее
2. тип горелки — атмосферная или наддув (турбинного типа)
3. материал теплообменника — чугунные, стальные и др.
4. способ движения теплоносителя — естественное или принудительное
5. способ отведения продуктов сгорания — естественная тяга или принудительная
6. тип камеры сгорания — открытая или закрытая
7. наличие или отсутствие автоматических датчиков контроля и безопасности

По месту установки

Котлы отопления могут быть настенными и напольными.

Напольные котлы отопления — это более мощные устройства, чем настенные, способные обогревать большие площади. В отличие от настенных, они требуют специального помещения котельной с оборудованным дымоходом, вентиляцией и отдельным входом.

Дымоход выводится через перекрытие на кровлю здания, его высота должна быть выше уровня конька на 0,5м. В напольных котлах применяются чугунные теплообменники, что значительно увеличивает срок службы этого котла.

Материал теплообменника

Теплообменники котлов изготавливаются из разных материалов — сталь, чугун или медь. Эти материалов имеют свои достоинства и недостатки.

Стальной теплообменник

Сталь сильнее подвергается коррозии. Толщина стенок теплообменника из стали, невелика, поэтому они быстрее выходят из строя в результате прогорания.

Срок эксплуатации котла со стальным теплообменником составляет не более 20 лет, в то время как чугунный функционирует более 50 лет.

Чугунный теплообменник

В теплообменнике из чугуна некоторые детали взаимозаменяемы, что служит большим преимуществом при ремонте по отношению к стальному.

Чугун устойчив к коррозии.

В современных газовых котлах используется новая модификация — серый чугун, имеющий лучшие качествами по стойкости к коррозии.

Но несмотря на множество плюсов чугунных котлов, у них есть и минусы:

1. Большой вес, что усложняет монтаж.
2. Хрупкость — При монтаже или транспортировки от сильного удара могут появиться микротрещины, которые в дальнейшем снизят срок его службы или приведут к аварии.
3. Нельзя допускать резкого перепада температуры теплоносителя в чугунных теплообменниках, поскольку это приводит к растрескиванию материала.
4. Необходимо следить за жёсткостью воды. От этого образуется накипь на внутренних стенках теплообменника, приводящая к растрескиванию чугуна.
5. Преимущество, которое является и недостатком — чугунный одноконтурный газовый котел отопления имеет большую тепловую инерционность.

При отключении отопления дольше будет сохраняться тепло, потому что вода в чугунном теплообменнике будет остывает медленнее. Это немного замедляет регулирование теплового режима в помещении, когда автоматика выключает котел при достижении определенной температуры, но теплоноситель продолжает оставаться горячим еще некоторое время.

Другие материалы теплообменника

Теплообменники изготавливают также из нержавеющей стали. Коррозия будет поражать стенки теплообменника очень медленно. Но толщина стенок теплообменника небольшая, поэтому будет легко прогорать.

Срок службы такого устройства значительно меньше стальных и чугунных теплообменников.

В современных газовых устройствах теплообменники изготавливают из стали с различными добавками. Это увеличивает их стойкость и к коррозии, и к температуре.

Сейчас появились конденсационные котлы, в которых конденсат, образованный при сгорании газа, преобразуется в тепловую энергию, что оказывает положительное действие на длительность эксплуатации котла и увеличивает его КПД.

По типу горелки

Горелки котла условно подразделяют на два вида — атмосферную и наддувную горелку, иногда называемую турбинированной, навесной, или вентиляторной.

Атмосферная горелка — самая простая по конструкции и обслуживанию. Такая горелка поставляется в комплекте с котлом, и её стоимость уже включена в цену газового оборудования. Атмосферная горелка использует воздух, которое находящийся в помещении.

Недостатки: при снижении или повышении давления в газопроводах увеличивается или уменьшается высота пламени, что может привести к прогоранию теплообменника или самой горелки.

Можно отрегулировать ее под определенное давление. Но для этого потребуется вызывать специалиста, что не всегда удобно. Ведь давление в газопроводах может меняться время от времени.

В тех регионах, где давление газа в магистральном газопроводе не всегда стабильное, лучше воспользоваться котлами с наддувными горелками.

Наддувные устройства не входят в комплектацию газового оборудования и покупаются отдельно. При их применении котел может работать на различных видах топлива:

газообразном — природном газе;

жидком — мазут, солярка;

твердом — дрова, уголь, пеллеты;

Данный тип горелок работает с помощью встроенного вентилятора, поэтому присутствует некоторый шум. Преимущество заключается в том, что они справляются с перепадами давления в газопроводе. Все виды горелок могут иметь функцию модуляции пламени и быть одно- или двухступенчатыми. Модуляция пламени — горелка автоматически регулирует мощность горения газа в зависимости от температуры теплоносителя в теплообменнике.

В одноступенчатой горелке пламя автоматически не регулируется — пламя либо горит, либо не горит. Двухступенчатая горелка может регулировать мощность пламени в автоматическом режиме, что сокращает расход газа и повышает КПД котла. При этом увеличивается время между включением и отключением горелки, что положительным образом влияет на длительность её эксплуатации.

По количеству контуров

Котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными.

Особенность конструкции котла с одним контуром предусматривает одну горелку и работу только на подогрев воды для системы отопления. Одноконтурные агрегаты могут быть на твердом топливе, газу, электричестве и на жидком топливе.

Двухконтурный газовый котел устроен так, что может работать в двух режимах: отопления и горячего водоснабжения. При отоплении нагревается теплообменник с теплоносителем. Он может прогреваться до температуры в интервале от 35 до 80° в зависимости от настроек.

У каждого производителя своя конструкция внутренней начинки описываемого оборудования. Но есть у них одинаковое решение — внутри корпуса помещаются два контура. Первый отвечает за отопление и работает по замкнутой схеме. Вода в нем циркулирует по кругу, обходя все точки обогрева, установленные в помещениях дома. Теплоноситель, который движется по замкнутой схеме, во второй контур не попадает. За это отвечает отдельный клапан.

Когда в смесителях в кухне и ванной комнате открывается кран с водой, клапан перекрывает доступ теплоносителя в систему отопления, нагревает холодную воду и подаёт горячую воду в контур ГВС. Когда краны на кухне или в ванной закрываются, происходит обратное действие.

Практически все газовые котлы имеют одинаковые технические узлы, а модели от разных производителей отличаются лишь несколькими деталями.

Способ отведения продуктов сгорания

Котлы делятся на устройства с естественной или принудительной тягой. Во-первых обязателен монтаж дымоходной трубы. Во-вторых отведение продуктов сгорания происходит принудительным способом — благодаря встроенному в дымоходную трубу вентилятору.

Газовые котлы, работающие на естественной тяге, называют еще устройствами с открытой камерой сгорания. Необходимый для горения газа кислород забирается из помещения — в этом их недостаток. Необходим доступ наружного воздуха в помещение с котлом. Из-за чего получается небольшой сковзняк. Недостаток кислорода отрицательно влияет на здоровье.

Некоторые котлы оборудованы коаксиальным дымоходм. Их называют газовыми котлами с закрытой камерой сгорания.

Продукты сгорания отводятся через коаксиальный дымоход, называемое «труба в трубе». Это две трубы разных диаметров, вставленных одна в другую. Через трубу меньшего диаметра удаляются продукты сгорания газа. А в пространство между труб поступает свежий воздух с улицы, который нагревается внутренней трубой. В итоге увеличивается КПД котла.

Преимущества такого дымохода очевидны:

1. Кислород забирается с улицы.
2. Небольшой размер дымохода, так как коаксиальный дымоход можно устраивать в наружной стене, расположенной рядом с газовым оборудованием.
3. Такой дымоход может устанавлен в любом месте помещения и быть горизонтальным, наклонным или вертикальным, что позволяет .
4. Котлы с коаксиальным дымоходом более экономичными, хотя их стоимость выше.

Энергозависимость котла

Большинство современных котлов имеют в комплектации различные датчики для безопасности работ: термостаты, поддерживающие нужную температуру в помещении и регулирующие подачу топлива в котел, циркуляционные насосы и вентиляторы. Все они работают при условии постоянного подключения к электрической сетия.

Обычно используют Источники Бесперебойного Питания (ИБП), также в качестве резервного источника электроэнергии можно использовать другие устройства, например, дизельные или бензиновые генераторы. Однако их применение в загородном доме нецелесообразно. Но иногда необходимо.